普速铁路钢轨防断工作措施

2021年11月6日00:00:26
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中国铁路广州局集团有限公司(以下简称“广州局”) 管辖普速正线铁路延展长度8 600 km、正线道岔4 660 组,客货共线运行线路主要干线最高通过总重1.3 亿t、平均通过总重8 000 万t 左右。部分线路锁定轨温与最低轨温温差较大,钢轨所受应力不均衡,部分线路道床板结、翻浆,无缝线路稳定性较差,钢轨防断压力较大,防断形势相当严峻。

为了抓好钢轨防断工作,广州局在钢轨管控(探伤、焊轨、钢轨修理等)、无缝线路管理、线路养修理念等方面做了大量工作。

1 防断工作存在的问题

1.1 无缝线路养护水平不高

1.1.1 技术管理不到位

对无缝线路技术管理的重视程度不够,无缝线路养修、应力放散调整、锁定轨温等管理工作制度落实不到位。在现场施工中,由于拉伸不到位造成单元轨条内部应力不均匀、锁定轨温不准确的现象时有发生。无缝线路技术台账更新不及时、缺失、不准确。

1.1.2 养护不良

经统计分析,1/3 断轨与线路养护不良或疲劳伤损有关。虽然设备投入和养修力度加大了,但由于重大修、不重日常维修,重几何尺寸、不重结构的思想仍然存在,现场车间班组忽视结构、轨面、道床和扣件等专业修理工作,造成设备结构性病害层出不穷。由于钢轨存在轨面不平顺、波磨、鱼鳞伤等病害,以及零配件缺少、失效等问题,造成车轮在钢轨病害处所受冲击力增大,在冲击力长期作用下钢轨出现伤损甚至折断。

1.2 焊接质量把控不严

1.2.1 铝热焊管理不到位

经统计分析,1/4 断轨与焊接质量不良有关。主要表现为焊接施工把关不严、焊接过程工艺控制不到位、推瘤后违规敲打焊筋、焊后外观处理不达标等。如某线钢轨折断,主要原因是焊头外观打磨不到位,轨腰、轨底焊筋表面存在溢流夹皮,造成应力集中萌生裂纹,加上该处结构的特殊性,探伤存在一定难度,裂纹不易被发现,向钢轨内部渗透发展成伤损源,导致钢轨折断。

1.2.2 再用轨上道把关不严

在更换伤损轨时未对再用轨外观质量、钢种、新旧轨高差等进行全面检查,使用不达标或存在缺陷的钢轨。如某线某年3 月发生的断轨,主要原因是选用了轨底外侧存在6 mm 锈蚀缺陷的再用轨,钢轨由于整体强度降低而发生断裂。

1.3 探伤标准化作业控制不到位

1.3.1 探伤标准执行不严

经统计分析,有1/3 断轨与探伤作业有关。现场探伤作业时,未按规定调整仪器探伤灵敏度,未站停看波,简化作业程序。再加上部分探伤人员责任心和伤波鉴别能力差,未能及时、准确检出钢轨伤损。如某线钢轨折断,主要原因是轨头颚部伤损,但由于探头偏移或耦合不良,直70°出波不全或接头位置未出波,现场探伤灵敏度整体不够,未及时检出伤损,引起钢轨折断。

1.3.2 轨底探伤攻关待加强

轨底伤损断轨多发,近几年发生的断轨中,69.4%位于轨底。虽然通过钢轨探伤技术攻关,轨底中上部伤损探伤漏检得到一定遏制,但轨底伤损漏检仍是探伤检测的短板。

1.3.3 数据回放分析水平不高

数据回放人员对重点、疑似伤损不作认真分析和进行周期对比,判定疑似伤损未到现场参与复核,造成伤损漏检。如某线钢轨折断,主要原因是数据回放人员未仔细分辨重点部位可疑出波,未将疑似出波纳入回放日报要求现场复核,导致可疑伤损漏检。

1.3.4 探伤人员素质参差不齐

探伤人员责任心和伤波鉴别能力差,不能及时检出钢轨伤损,造成漏检。另外,由于缺乏有效的考核奖励机制,探伤人员工作积极性不高。

2 防断工作措施

2.1 强化源头控制

2.1.1 加强无缝线路技术管理

(1) 树立无缝线路技术管理是无缝线路养护根本的思想。从新线介入、无缝线路大修施工、应力放散以及成段更换伤损轨等方面,严格控制无缝线路的锁定轨温,确保钢轨内部应力均匀。

(2) 每年对无缝线路状态进行调查、分析,对锁定轨温不明、高低温锁定地段进行应力放散及调整,减少钢轨内部应力源。

(3) 推广使用准直仪或便携式应力观测仪进行位移观测,提高无缝线路位移爬行观测准确度。

(4) 加强对施工扰动地段及无缝岔区应力分析,规范无缝线路技术管理。

2.1.2 加强焊接管理

(1) 按相关要求对委外焊接企业、管理人员以及施工人员的资质进行重点审核,将委外焊轨作业纳入日常管理。焊轨作业时必须委派胜任人员进行盯控。

(2) 在新线介入时,督促施工单位认真抓好焊接质量和初次焊缝验收检查。新线焊缝必须达到“ 零重伤”方可接管线路。

(3) 选择高度、宽度差匹配的钢轨进行焊接。对高度、宽度差超标的钢轨严禁焊接。对既有线高差超标和焊接不良处所,及时进行加固处理。

(4) 各级现场盯控人员要对焊接全过程进行盯控、卡控,严把焊接质量关。焊后打磨应合格,焊接接头不得存在焊渣、焊瘤和夹砂,平顺度及外观须达到探伤要求。将外观检查作为硬性指标纳入验收内容,并实行焊接质量异体监督验收制度。

(5) 探伤部门按规定在24 h 内对新焊头完成探伤验收。工务段每月组织对焊接质量和焊头平顺度进行抽验。

2.2 加强线路养护

2.2.1 抓道床修

根据每年道床厚度、洁度的秋检调查结果,合理安排道床整治,制定人工换砟、大机清筛分年实施计划。

(1) 重视大机清筛地段边坡土垄的人工清筛工作,对人工换砟地段同步降低路肩,疏通桥梁泄水孔和隧道排水沟。

(2) 加大吊板、白砟处置力度。对成段道床板结地段,有计划地实施测量抬道及道床边坡清筛。

(3) 对基床翻浆地段进行封闭整治,重复翻浆处所埋设新型材料排水管,延长整治周期。

(4) 加大对桥梁、隧道、道岔区段和翻浆地段人工清筛和大机清筛力度,在安排年度大修计划时尽量做到换岔、换轨与换砟同步实施。施工条件受限时,尽可能进行道床边坡轮筛。

(5) 要有计划地补充石砟,确保道床厚度、宽度符合标准和砟肩饱满。

2.2.2 抓轨面修磨

大机打磨方面:①优化大机打磨设计服务模式,对钢轨廓形打磨实行“调查、设计、盯控”全过程技术服务支持。由委外单位提前对打磨地段徒步进行区间调查,形成打磨方案。根据打磨情况及钢轨状况,及时调整打磨策略,提升打磨效果。

②试行道岔大机打磨设计修,对道岔和前后线路拉通设计,并摸索道岔打磨机组连挂作业模式,提高打磨作业质量及效率。

小机打磨方面:重视辙叉心、翼轨结构关系。做好小机日常打磨和病害打磨,重点做好预防性和修理性岔心及尖基轨打磨。将小机打磨与线路大机捣固有机结合,每月安排指令性任务由维修工区进行全面打磨,减少钢轨伤损。

2.2.3 抓扣配件修理

(1) 将Ⅰ级和Ⅱ级正线线路外侧轨枕螺栓全部更换成渗锌镍等高等级防锈螺栓,优先安排隧道群、桥梁、小半径曲线及扣件锈蚀严重地段。

(2) 有计划分步骤采用高性能胶垫,延长胶垫寿命。成段更换小半径曲线失效胶垫,或成组更换道岔转辙部分滑床板下的大胶垫,减小对轨枕的损坏。

(3) 将正线零配件的全面加固与日常“ 紧松补缺”工作结合,每年在防断、防胀交替期安排扣件全面紧固,加强无缝线路防爬锁定,确保扣配件齐全有效,钢轨内部应力均匀、稳定。

(4) 抓好道岔框架与顶铁作用的发挥。在整治道岔转辙部位病害时,要同步整治道岔框架,保证尖基轨密贴、顶铁发挥作用良好,防止尖轨出现“折铁线”的受力状态。

2.2.4 抓线路日常养修

(1) 落实线路设备检查制度和周巡视制度,加强对曲线、道岔、接头等关键处所的检查和整治。对轨道结构性和伤损处病害优先整治,及时消灭线路翻浆、白砟、吊板、胶垫失效、焊缝低塌等。

(2) 对线上存在的轨面擦伤、掉块、焊缝低塌处所安排月度打磨计划。入冬前要优先安排低塌焊缝打磨,减少钢轨动态冲击作用力。

(3) 加强对长大桥隧、曲线鱼鳞伤、超大修周期地段疲劳钢轨和小轨道电路等重点处所的设备巡视检查。

(4) 在每年入冬前对薄弱、病害接头进行一次手工拆开检查, 重点检查伤损加固接头、重点桥隧接头、冻结线路病害接头、异型接头以及温调器范围等无法进行仪器探伤的特殊部位接头。

(5) 新换钢轨使用60N 新廓形钢轨。根据线路技术等级和条件,合理检算并设置曲线超高。

(6) 定期分析钢轨伤损发展情况,特别是曲线磨耗、剥离掉块、波磨等与养护的关系,总结伤损发展规律。

2.3 狠抓探伤管理

2.3.1 强化探伤作业标准化和伤损分析

(1) 现场探伤时要严格执行标准化作业,突出重点、薄弱地段以及新焊缝验收的探伤检查力度,仪器状态、探伤灵敏度应满足要求。

(2) 加强对数据回放发现问题的分析,并从严考核,建立问题库,督促现场抓好整改。数据回放人员结合月度数据分析情况,重点加强疑似伤损现场复核数量和重点地段、工区跟班检查的次数,提高疑似伤损判伤准确性与伤损复核确认率。同时要抓好伤损周期对比分析,发现异常要及时组织现场复核。

(3) 干部跟班要突出检查重点地段、焊缝探伤,加强数据回放、抽查力度,原则上新焊缝优先全面回放、抽查。建立干部跟班检查发现问题库,督促现场整改,形成闭环管理。

(4) 定期对管内钢轨伤损情况分线、分段进行分析,详细分析钢轨、道岔等伤损变化趋势,绘制伤损变化趋势图。建立超大修周期、伤损较多、鱼鳞伤密集、桥隧过渡段、小轨道电路、站场木枕道岔等重点地段的设备台账。对重点地段进行加强、加密探伤检查,特别要重视大站场道岔尖轨、基本轨轨底的探伤检查,必要时采用手工检查和通用仪相结合的检查方式。

2.3.2 加强大小车结合检测模式

(1) 严格按照国铁集团、广州局相关规定,逐步摸索大型探伤车、双轨探伤仪、小型钢轨探伤仪3 种互补探伤检查模式。

(2) 设备使用单位安排专人对大型探伤车检测数据进行地面2 次回放,突出大型探伤车检测状态的分析和疑似伤损分析,确保探伤车检测状态良好,提高疑似伤损判伤准确率。

(3) 各单位按规定时间抓好现场复核和结果反馈,大型探伤车每次检测发现的疑似二级及以上伤损,要与上次检测情况进行对比分析,并与小型探伤仪数据进行对比,突出伤损复核率、准确率的分析,防止漏判、错判。

2.3.3 建立考核激励机制

制定完善的奖励考核办法,突出对执机、发现重伤、无漏检、星级职工的奖励等,提高探伤人员工作积极性。

3 效果与建议

近2 年广州局通过采取以上措施,仅发生2 起探伤责任漏检、4 起焊接质量不良断轨,较以往有大幅度下降,较好地控制了断轨事件的发生,防断工作取得良好效果。

目前,各铁路局在钢轨防断方面总结了大量经验,由于线路条件、人员素质、钢轨状态等情况不一,钢轨防断工作措施也有所不同,建议如下。

(1) 发生断轨后,要“一事一分析”,从线路养护、焊接质量、探伤、无缝线路技术管理等全面查找断轨原因,特别是伤损产生的原因,要一查到底,全面分析,定性定责。参考各铁路局集团公司的经验,结合具体情况制定有效措施。

(2) 建立线路养修、探伤、焊接综合防断体系,从根本上减少伤损发生,提高伤损检出率,确保运输安全。

文章来源:

原文名称:客货混跑普速铁路钢轨防断工作探讨

作者信息:毛少虎(中国铁路广州局集团有限公司工务部,广东广州510088)

期刊:铁道技术监督

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